Хотя большинство из нас воспринимают землю под ногами как должное, в ее сложных слоях, словно на страницах книги, записана история Земли.
Исследования показывают, что в этой истории есть малоизвестные главы, глубоко в прошлом Земли. Фактически, внутреннее ядро Земли, по-видимому, имеет внутри себя еще более внутреннее ядро.
«Традиционно нас учили, что Земля состоит из четырех основных слоев: коры, мантии, внешнего ядра и внутреннего ядра», — объяснила в 2021 году геофизик Австралийского национального университета Джоан Стефенсон .
Наши знания о том, что находится под земной корой, в основном основаны на информации, полученной от вулканов, и на информации, полученной от сейсмических волн.
На основе этих косвенных наблюдений ученые подсчитали, что раскаленное внутреннее ядро, температура которого превышает 5000 градусов по Цельсию (9000 по Фаренгейту), составляет всего 1 процент от общего объема Земли.
Однако несколько лет назад Стивенсон и его коллеги обнаружили доказательства того, что внутреннее ядро Земли на самом деле может состоять из двух отдельных слоев.
«Это очень волнительно — и, возможно, это означает, что нам придется переписывать учебники!» — объяснил тогда Стивенсон .
Команда использовала алгоритм поиска для просмотра и сопоставления тысяч моделей внутреннего ядра с данными наблюдений за многие десятилетия о том, сколько времени требуется сейсмическим волнам для прохождения через Землю, собранными Международным сейсмологическим центром.
Различия в путях сейсмических волн через слои Земли. (Стефенсон и др. , Журнал геофизических исследований: Solid Earth, 2021)
Так что же там внизу? Команда рассмотрела некоторые модели анизотропии внутреннего ядра — как различия в составе его материала изменяют свойства сейсмических волн — и обнаружила, что некоторые из них более вероятны, чем другие.
В то время как некоторые модели предполагают, что материал внутреннего ядра проводит сейсмические волны быстрее параллельно экватору, другие указывают, что смесь материалов позволяет проводить более быстрые волны более параллельно оси вращения Земли. Даже тогда существуют споры о точной степени разницы под определенными углами.
Исследование не выявило значительных изменений в зависимости от глубины во внутреннем ядре, но обнаружило изменение направления медленной волны на угол в 54 градуса, при этом более быстрое направление волн распространяется параллельно оси.
Внутреннее ядро Земли на самом деле может иметь два отдельных слоя. (alexlmx/Canva Pro)
«Мы обнаружили доказательства, которые могут указывать на изменение структуры железа, что, возможно, предполагает два отдельных события похолодания в истории Земли», — сказал Стивенсон .
«Подробности этого крупного события все еще остаются загадкой, но мы добавили еще один кусочек головоломки, когда дело касается наших знаний о внутреннем ядре Земли».
Эти результаты могут объяснить, почему некоторые экспериментальные данные не соответствуют нашим современным моделям строения Земли.
Наличие внутреннего слоя предполагалось и ранее , при этом имелись намеки на то, что кристаллы железа, составляющие внутреннее ядро, имеют различную структурную ориентацию.
«Мы ограничены распределением глобальных землетрясений и их приемников, особенно на полярных антиподах», — написала группа в своей статье, объяснив, что отсутствие данных снижает уверенность в их выводах.
Однако их выводы согласуются с другими исследованиями анизотропии внутреннего ядра.
Будущие исследования могут заполнить некоторые из этих пробелов в данных и позволить ученым подтвердить или опровергнуть свои выводы, а также, как мы надеемся, перевести больше историй, написанных в этом раннем слое истории Земли.
Это исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research .
Предыдущая версия этой статьи была опубликована в марте 2021 года.
Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
